Prawda

Czwartek, 18 stycznia 2018 - 17:03

« Poprzedni Następny »


Fantastyczne oko przegrzebka pokazane w nowej pracy


Jerry A. Coyne 2017-12-16

Przegrzebek zwyczajnyprzegrzebek wielki (Pecten maximus) – jadalny. Wysoko ceniony pod względem kulinarnym, zaliczany do owoców morza. Występuje w północno-wschodnim Atlantyku – od północnej Norwegii, wzdłuż wybrzeży Europy po Afrykę Północną. Żyje w piaszczystym, żwirowym lub mulistym dnie na różnych głębokościach – od wód bardzo płytkich po głębokie do 250 m.


Osiąga przeciętnie 10–15 cm długości, ale spotykane są osobniki o długości około 20 cm. Górna połówka muszli jest płaska, zwykle czerwonawobrązowa, a dolna wypukła i jasnokremowa lub brązowa. Pecten maximus odżywia się filtrując wodę. Jest obojnakiem (hermafrodytą). Larwy planktoniczne. Tyle wikipedia, która nie informuje jednak, że przegrzebek patrzy.   


Może nie zdajecie sobie sprawy, podobnie jak czytelnik Gregory (który przysłał mi artykuł z “Science”), że przegrzebki mają oczy. Ale naprawdę je mają – aż do 200 maleńkich oczu ustawionych wzdłuż płaszcza, każdy o średnicy milimetra.


Oto jak wygląda ich szereg u przegrzebka Pecten:



I zbliżenie na malutkie, błękitne oczy:


Zbliżenie oczu przegrzebka. Zdjęcie: Dan-Eric Nilsson/Lund University, źródło: New York Times
Zbliżenie oczu przegrzebka. Zdjęcie: Dan-Eric Nilsson/Lund University, źródło: New York Times

Dlaczego je potrzebują? Ponieważ przegrzebki nie są osiadłymi mięczakami: pływają trzepocząc muszlami, żeby uciec przed drapieżnikiem lub znaleźć nowe miejsce na odpoczynek.  Jak tutaj:



Od pewnego czasu było wiadomo, że działa w tych oczach odbicie światła padającego na siatkówkę, ale nie było jasne, jak osiąga się to odbicie, poza tym, że lustrem prawdopodobnie były kryształki guaniny (guanina jest jedną czterech zasad, które stanowią “kod” DNA). Nowy artykuł w “Science” Benjamina Palmera i in. wyjaśnia jednak jak to oko działa i jest to zdumiewające. Lustro, stworzone z nałożonych na siebie warstw kryształków guaniny, odbija światło na siatkówkę, a są tam dwie siatkówki, nie zaś jedna, każda dająca informację o różnej części otoczenia przegrzebka. Lustro, poza bardzo skutecznym działaniem, jest piękne, jest cudem doboru naturalnego.


Najpierw jednak inne zdjęcie (z artykułu) o oczach uszeregowanych na płaszczu (podpisy wszystkich zdjęć pochodzą z artykułu): 


Przegrzebek Pecten maximus z licznymi oczyma uszeregowanymi na płaszczu (biała strzałka pokazuje indywidualne oko)
Przegrzebek Pecten maximus z licznymi oczyma uszeregowanymi na płaszczu (biała strzałka pokazuje indywidualne oko)

A tak działają te oczy. Rysunek „A” poniżej jest wizerunkiem stworzonym przez technikę, która umożliwiła to badanie: niskotemperaturową skaningową mikroskopię elektronową (CSEM), w której skanuje się zamrożoną próbkę. (W tym roku przyznano Nagrodę Nobla w chemii badaczom, którzy stworzyli tę metodę.) To umożliwiło badaczom wizualizację nie tylko całej budowy oka, jak na “A” poniżej, ale także jego przekrojów, mogli więc patrzeć na budowę guaninowych “luster”, jak również robić modele komputerowe tego, jak podróżuje światło po dostaniu się do oka.


Obraz “A” jest analizowany w “B”, z różnymi kolorami przedstawiającymi różne części oka i kierunek światła.  Wpadające światło (czerwone linie) uderzają w lustro (zielone) po przejściu przez  rogówkę (czarne), źrenicę (granatowe), soczewkę (jasnoniebieskie) i przezroczyste siatkówki (szara chmura). Po uderzeniu w lustro promienie światła (teraz żółte) odbijają się od warstw guaniny, padając ostatecznie na obie siatkówki. Jedna siatkówka jest bliższa ciała przegrzebka, druga dalsza:

 


A) Volume rendering of an x-ray micro-CT scan of a whole scallop eye, showing the eye anatomy. (B) Segmentation of the micro-CT in (A). Black, cornea; navy, “iris;” blue, lens; gray, gross retinal volume; green, mirror. Rays traced through the eye from a point source aligned with the axis of the lens (red) are reflected (yellow) and focused on the retina. The border of the best-focused region encompassing all reflected rays denotes a 3D circle of least confusion (COLC; black line). The inset is a side view of the mirror showing the optical axes of the lens (blue), central mirror (green), and center of the visual field (cyan). The lens and mirror axes are offset by 7.3°.
A) Volume rendering of an x-ray micro-CT scan of a whole scallop eye, showing the eye anatomy. (B) Segmentation of the micro-CT in (A). Black, cornea; navy, “iris;” blue, lens; gray, gross retinal volume; green, mirror. Rays traced through the eye from a point source aligned with the axis of the lens (red) are reflected (yellow) and focused on the retina. The border of the best-focused region encompassing all reflected rays denotes a 3D circle of least confusion (COLC; black line). The inset is a side view of the mirror showing the optical axes of the lens (blue), central mirror (green), and center of the visual field (cyan). The lens and mirror axes are offset by 7.3°.

Tutaj jest przekrój oka z oznaczonymi elementami. Widać dwie siatkówki (iii and iv), z wklęsłym lustrem (v) tuż poniżej siatkówek. Ponieważ siatkówki są przezroczyste, nie blokują wpadającego światła. Żółte strzałki wskazują na kierunek światła wpadającego do oka:


Fluorescence microscopy image of an eye cross section, showing the cell nuclei stained with DAPI (4′,6-diamidino-2-phenylindole). The (i) cornea, (ii) lens, (iii) distal retina, (iv) proximal retina, and (v) concave mirror are indicated.
Fluorescence microscopy image of an eye cross section, showing the cell nuclei stained with DAPI (4′,6-diamidino-2-phenylindole). The (i) cornea, (ii) lens, (iii) distal retina, (iv) proximal retina, and (v) concave mirror are indicated.

Tutaj jest zabarwiony przekrój, który ułatwia identyfikację części. Siatkówki są oliwkowozielone a lustro jaskrawozielone: 


Low-resolution cryo-SEM micrograph of an eye cross section after high-pressure freezing and freeze-fracturing. The lens (blue), distal retina (yellow), proximal retina (orange), and concave mirror (green) are shown in pseudo-colors. The cilia and microvilli of the photoreceptors were used to identify the locations of the distal and proximal retinas.
Low-resolution cryo-SEM micrograph of an eye cross section after high-pressure freezing and freeze-fracturing. The lens (blue), distal retina (yellow), proximal retina (orange), and concave mirror (green) are shown in pseudo-colors. The cilia and microvilli of the photoreceptors were used to identify the locations of the distal and proximal retinas.

Naprawdę niezwykłe w tym oku jest to, że “lustro” składa się z “podłogi” z płytek kryształków guaniny w kształcie kwadratów (co nie jest naturalną konfiguracją krystaliczną – jak przegrzebek to robi?). Każda „podłoga” jest taflą i jest ich 20-30 jedna nad drugą, poprzekładane cytoplazmą. Tutaj jest obraz CSEM, czy nie jest to niezwykłe? 


The ultrastructure of the multilayer mirror. (A to C) Cryo-SEM micrographs of high-pressure–frozen, freeze-fractured cross sections through the eye of P. maximus. (A) The mirror viewed perpendicular to the eye axis. White arrow, direction of on-axis incident light. (B) The tiled mirror viewed from above. (C) Crystals in adjacent layers, stacked directly on top of one another, viewed in a fracture through the mirror. (D) TEM micrograph of a single, regular square crystal extracted from the eye. The crystals are 1.23 × 1.23 ± 0.08 μm (N = 20) with internal corner angles of 90.16 ± 2.78° (N = 28) (means ± SD).
The ultrastructure of the multilayer mirror. (A to C) Cryo-SEM micrographs of high-pressure–frozen, freeze-fractured cross sections through the eye of P. maximus. (A) The mirror viewed perpendicular to the eye axis. White arrow, direction of on-axis incident light. (B) The tiled mirror viewed from above. (C) Crystals in adjacent layers, stacked directly on top of one another, viewed in a fracture through the mirror. (D) TEM micrograph of a single, regular square crystal extracted from the eye. The crystals are 1.23 × 1.23 ± 0.08 μm (N = 20) with internal corner angles of 90.16 ± 2.78° (N = 28) (means ± SD).

Nie każda warstwa odbija światło z powrotem na siatkówki; zamiast tego każda warstwa zakrzywia nieco padające na nią światło, a następna warstwa zakrzywia je nieco bardziej i tak dalej, aż sekwencja warstw odwraca światło dokoła i odbija je z powrotem, by skupiło się na siatkówkach (zobacz to wyjaśnienie z Duke University). To jest niezwykły wyczyn doboru naturalnego.


Równie niezwykła jest kalkulacja (z symulacji autorów), że światło najlepiej odbija się w niebiesko-zielonym spectrum: dokładnie tej długości fali światła, jaka dociera na dno morza do środowiska przegrzebków.  


Co więcej, jak sugeruje jeden z autorów modeli, światło z różnych części oka inaczej dociera do tych dwóch siatkówek. Światło wpadające środkiem oka jest kierowane do zewnętrznej siatkówki, podczas gdy światło padające z boków oka idzie do wewnętrznej siatkówki. Tak więc te dwie siatkówki dają informacje o różnych częściach habitatu. Dlaczego miałoby to być użyteczne? Jak sugerują autorzy, peryferyjne widzenie może pomóc przegrzebkowi w kierowaniu jego ruchami podczas pływania i pomóc w znalezieniu nowego miejsca, by osiąść, podczas gdy wizja centralna może dać informację o zbliżającym się drapieżniku.


Wreszcie, dane nadchodzące z różnych oczu zostają zintegrowane i wysłane do “mózgu” przegrzebka lub, jak to opisują autorzy „bocznych płatów zwoju ścienno-trzewnego, miejsca przetwarzania wzrokowego przegrzebków”. Nie ma więc niezależnych danych z każdego oka, co nie jest naprawdę potrzebne, ponieważ siatkówki rozróżniają inne części środowiska przegrzebka.


Lustro odbijające światło na detektor obrazu jest tym właśnie sposobem, na jaki działają teleskopy zwierciadlane, choć skonstruowane przez ludzi lustra bardzo różnią się od luster przegrzebka. Właściwie nie sądzę, by ludzie byli zdolni do wyprodukowania takich luster, jakie robią te małże. Jak kiedyś powiedział Leslie Orgel: ewolucja jest mądrzejsza od ciebie.


h/t: Gregory

__________

Palmer, B. A., G. J. Taylor, V. Brumfeld, D. Gur, M. Shemesh, N. Elad, A. Osherov, D. Oron, S. Weiner, and L. Addadi. 2017. The image-forming mirror in the eye of the scallop. Science 358:1172-1175. (pdf here)


The fantastic eye of the scallop revealed in a new paper

Why Evolution Is True, 4 grudnia 2017

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska



Jerry A. Coyne


Profesor (emeritus) na wydziale ekologii i ewolucji University of Chicago, jego książka "Why Evolution is True" (Polskie wydanie: "Ewolucja jest faktem", Prószyński i Ska, 2009r.) została przełożona na kilkanaście języków, a przez Richarda Dawkinsa jest oceniana jako najlepsza książka o ewolucji.  Jerry Coyne jest jednym z najlepszych na świecie specjalistów od specjacji, rozdzielania się gatunków.  Jest wielkim miłośnikiem kotów i osobistym przyjacielem redaktor naczelnej.


Skomentuj     Wyślij artykuł do znajomego:     Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 720 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Pochodzenie ludzkiej muzyki? Samiec kakadu palmowej używa patyka do rytmicznego uderzania w wydrążone drzewa   Coyne   2018-01-18
Powrót “tradycyjnej” astrologii   Novella   2018-01-17
Nowe badanie o tym, jak ewoluują ludzie   Coyne   2018-01-16
Krąg mimikry müllerowskiej   Coyne   2018-01-12
Sztuczna inteligencja będzie symbiozą, nie zaś zastąpieniem   Ridley   2018-01-11
Czy nauka zabija duszę?   S. Pinker   2018-01-09
Dlaczego nie będzie doboru na inteligentne niemowlęta   Ridley   2018-01-05
Powrót łysenkoizmu w Putinowskiej Rosji   Novella   2018-01-03
Pozory mylą, czyli niespodzianki nie zawsze przykre   Łopatniuk   2017-12-30
Obniżenie poprzeczki dla tradycyjnej medycyny chińskiej dla ideologii i zysku     2017-12-29
Multikulturaliści unicestwiają zachodnią cywilizację   Salzman   2017-12-28
Nie znasz przeszłości, nie znasz przyszłości   Mayer   2017-12-27
Alternatywna medycyna zabija   Novella   2017-12-26
Na wpół syntetyczne życie z powiększonym kodem genetycznym   Novella   2017-12-23
Ziemniaki GMO zmniejszą użycie pestycydów i dostarczą więcej gotówki farmerom w Ugandzie   Ongu   2017-12-22
Słusznie o plastiku i PCB, błędnie o zakwaszeniu   Ridley   2017-12-21
Chwytówka modliszkowata ma chodzącą poczwarkę, która wspina się na drzewa przed przekształceniem   Coyne   2017-12-19
Pseudonauka Masaru Emoto   Novella   2017-12-18
Fantastyczne oko przegrzebka pokazane w nowej pracy   Coyne   2017-12-16
Czy ptaki wyewoluowały większe dzioby, by zjadać duże, inwazyjne ślimaki?   Coyne   2017-12-13
Biotechnologia jest pilnie potrzebna w Afryce – dla gospodarki i środowiska   Ridley   2017-12-08
Okrutne zabawy wielorybów   Lyon   2017-12-07
Specjacja zięb z Galápagos przez hybrydyzację   Coyne   2017-12-04
Zrób sobie test ciążowy, Krzysiu   Łopatniuk   2017-12-02
Szopy pracze są inteligentne, ale bywają kłopotliwe   Novella   2017-11-30
Popieranie wiatrowej i słonecznej energii kosztem środowiska   Ridley   2017-11-28
Tradycyjni uzdrawiacze, szczyt o szarlatanerii i “medyczny apartheid” w Południowej Afryce   Igwe   2017-11-25
Prawo Amary   Ridley   2017-11-24
Ewolucja przyłapana na gorącym uczynku   Novella   2017-11-22
Dziwaczny skrzydłoszpon rogaty   Coyne   2017-11-18
Południowoafrykańska saga: kampania dezinformacji grup anty-GMO przeciwko nowej, odpornej na choroby odmianie kukurydzy   Ongu   2017-11-17
Niecne chochliki naszej pamięci   Novella   2017-11-16
BBC znowu błędnie przedstawia ewolucję, opisując nowe odkrycie wczesnych ssaków wyższych   Coyne   2017-11-14
Teraz nawet akceptujących zmianę klimatu nazywa się “negacjonistami   Lomborg   2017-11-13
Nowy gatunek orangutana? Wątpię.   Coyne   2017-11-10
Antynauka czystego jedzenia   Novella   2017-11-08
Wiecej niemądrych twierdzeń, że epigenetyka całkowicie zrewiduje nasz pogląd na ewolucję   Coyne   2017-11-06
Skandal z glifosatem   Ridley   2017-11-04
Ugandyjski dziennikarz: jak informować o biotechnologii, kiedy jej krytycy rozsiewają dezinformację?   Christopher Bendana   2017-11-03
Myślenie spiskowe i rozpoznawanie wzorów   Novella   2017-11-02
Czy wierzysz w duchy?   Łopatniuk   2017-10-28
Dlaczego nie ma pokoju na Bliskim Wschodzie   Salzman   2017-10-25
Jeremy, samotny, lewoskrętny ślimak wreszcie kojarzy się – a potem umiera   Coyne   2017-10-24
Naturopaci: potrafią uczynić nawet sól z Epsom potencjalnym zabójcą     2017-10-23
Niemal pięciokilogramowa żaba żyła na prastarym Madagaskarze   Coyne   2017-10-19
Uroczy wykres, który opowiada naszą historię   Cobb   2017-10-17
Genetycznie modyfikowana pszenica dla wrażliwych na gluten   Novella   2017-10-16
Czy Oświecenie przygasa?   Ridley   2017-10-13
Zdumiewająca, mordująca ptaki modliszka   Coyne   2017-10-13
Indie otwierają laboratorium homeopatyczne   Novella   2017-10-11
Roboty będą uprawiać ziemię   Ridley   2017-10-09
Przełyk Barretta, czyli bez paniki, ale…   Łopatniuk   2017-10-07
“Daily Beast” wypacza epigenetykę oszukańczymi twierdzeniami, że dzieci mogą “odziedziczyć wspomnienia Holocaustu”   Coyne   2017-10-05
Wszystkiego najlepszego w dniu 60. urodzin, centralny dogmacie!   Cobb   2017-10-04
Huragany zdarzają się   Ridley   2017-10-02
Niekochany lewoskrętny ślimak szuka partnera   Coyne   2017-09-28
Niesłuszny atak na młodą badaczkę   Novella   2017-09-27
Jak anty-GMO aktywiści blokują humanitarną biofortyfikację w Afryce i Azji   Ongu   2017-09-26
Sobotnia lekcja genetyki: ciołek matowy gynandromorf   Coyne   2017-09-23
Czy Uganda potrzebuje GMO? Naukowcy spoglądają na edytowanie genów, by przyspieszyć innowacje   Ongu   2017-09-20
Strach przed GMO i Dunning-Kruger   Novella   2017-09-18
o skomplikowane, czyli co zabija chorych na raka płuc   Łopatniuk   2017-09-16
Nowe pająki pawie   Coyne   2017-09-12
Obserwowanie wielorybów w Monterey Bay   Lyon   2017-09-11
Bakteryjne ogniwa słoneczne   Novella   2017-09-09
A.N. Wilson znowu kopie Darwina, tym razem w “Times”   Coyne   2017-09-07
Medycyna alternatywna zabija   Novella   2017-09-06
Wiecej o biologii i rasie   Mayer   2017-09-05
O rzeczywistości rasy i odrazie do rasizmu    i Brian Boutwell   2017-09-04
Panie doktorze, to nie rak   Łopatniuk   2017-09-02
Odporne na szkodniki rośliny uprawne GM oferują nadzieję Afryce, która walczy z larwami ciem   Ongu   2017-09-01
Opera mydlana, czyli więcej o łyskach   Lyon   2017-08-31
Ujawnienie kosztów opóźnienia GMO w Ugandzie   Ongu   2017-08-30
Symboliczny sceptycyzm w sprawie egzorcyzmów   Novella   2017-08-29
Pasożytnictwo lęgowe, łyski amerykańskie   Lyon   2017-08-24
Lektyny – nowy straszak żywieniowy   Novella   2017-08-22
Zabobonne pojęcia u sedna przekonań antyszczepionkowych     2017-08-21
Choroba bananów, GMO i ewolucja produkcji żywności   Ongu   2017-08-19
Przetwarzanie informacji przez mózg -porcjowanie   Novella   2017-08-16
Pomachaj do pańci ogonkiem   Łopatniuk   2017-08-12
Zrobić więcej za mniej dla Haiti   Lomborg   2017-08-11
Perkoz zausznik i jego pisklęta   Lyon   2017-08-10
Argument neuroróżnorodności na rzecz wolności słowa   Miller   2017-08-08
Czyste okrucieństwo cięć w pomocy żywnościowej   Lomborg   2017-08-07
Więcej o śmieciowym DNA   Novella   2017-08-05
Skomplikowana ewolucja wielkich kotów   Coyne   2017-08-03
Kruchość prawdy   Novella   2017-08-02
Czy kruki robią plany na przyszłość?   Coyne   2017-07-29
Opera mydlana z życia łysek amerykańskich, część III   Lyon   2017-07-28
Dlaczego jesteśmy świadomi   Novella   2017-07-26
Wybuchy epidemii odry w Europie: zapowiedź tego, co przyjdzie do USA?     2017-07-24
Bliskie spotkania z baronem MünchausenemPaulina Łopatniuk     2017-07-22
Ciepło, zimno i śmierć w oczach mediów   Lomborg   2017-07-21
Naukowcy walczą z głodem przez złamanie genetycznego kodu pszenicy   Gelber   2017-07-20
Potrzeba pewności i myślenie konspiracyjne   Novella   2017-07-17
Wielka rozbieżność w afrykańskich genomach   Ridley   2017-07-15
Okablowanie mózgu   Novella   2017-07-12
Opera mydlana z życia łysek amerykańskich, część II   Lyon   2017-07-10
Postmodernizm i prawda   Dennett   2017-07-09
Palestyńska intersekcjonalność z nazistami   Frantzman   2017-07-08

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

modyfikowana pszenica



Arabowie



Roboty będą uprawiać ziemię



Sumienie, czyli moralność bez smyczy



Skomplikowana ewolucja



Argument neuroróżnorodności



Nowe badanie pamięci długotrwałej



Ściganie bluźnierstwa



Ryby jaskiniowe



Autyzm



Od niepamiętnych czasów



Tunezyjczycy przeciw złemu prawu



Drugie prawo termodynamiki



Pochwała ignorancj



Mistyfikacja Sokala



Intronizacja Chrystusa



Obama chrzescijanie



Szelest liści



Czego wam nie pokazują?



Rozdzielenie religii i państwa



Trwa ewolucyjne upokorzenie archeopteryksa



Trucizna, kamuflaż i tęcza ewolucji



Religia zdrowego rozsądku



Kto się boi czarnego luda?



Land of the pure



świecące ryby



Lewica klania sie



Nis zgubic



Religia pieklo



Nienawisc



Niedożywienie w Ugandzie



Ewolucja nieunikniona



Starty z powierzchni


Listy z naszego sadu
Redaktor naczelny:   Hili
Webmaster:   Andrzej Koraszewski
Współpracownicy:   Jacek, , Malgorzata, Andrzej, Marcin, Henryk